電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析中狀態(tài)矩陣的快速形成.pdf

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的問題之一是電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析通常采用特征值分析法。如何快速、準(zhǔn)確的形成狀態(tài)矩陣是特征值分析法的重要步驟。隨著電網(wǎng)規(guī)模增大，狀態(tài)矩陣階數(shù)增多，形成狀態(tài)矩陣的耗時(shí)較長。本文通過分析狀態(tài)矩陣的形成過程、重組相關(guān)算式，引入矩陣降階求逆、稀疏技術(shù)、并行計(jì)算等方法，提高計(jì)算速度。
　　首先，針對(duì)插入式模擬技術(shù)，將一階狀態(tài)傳輸塊、關(guān)聯(lián)矩陣和一階導(dǎo)數(shù)的算式混合;通過進(jìn)一步的重組和變換，形成狀態(tài)矩陣的

2、最終表達(dá)式。對(duì)比了重組前后形成狀態(tài)矩陣時(shí)的計(jì)算步驟，通過重組將原始過程中的一次矩陣求逆、兩次矩陣相乘及一次矩陣相減的運(yùn)算變換為一個(gè)矩陣的消去運(yùn)算，近似節(jié)約了矩陣求逆的回代過程，并且消去過程可引入并行計(jì)算來處理，在一定程度上提升了計(jì)算效率。
　　其次，狀態(tài)矩陣形成時(shí)耗時(shí)長的是矩陣求逆及部分矩陣相乘的運(yùn)算。矩陣降階求逆的方法，可以將大型矩陣的求逆問題轉(zhuǎn)換為幾個(gè)小矩陣的運(yùn)算;求逆時(shí)采用消去求逆的方法，在原矩陣上直接運(yùn)算，可以降低對(duì)內(nèi)存的

3、占用。對(duì)稀疏矩陣的存儲(chǔ)和計(jì)算引入三元組順序表法，降低對(duì)零元素的運(yùn)算，提升了計(jì)算效率。處理循環(huán)及獨(dú)立的程序段等采用OpenMP技術(shù)的并行計(jì)算功能，并行計(jì)算可將耗時(shí)長的任務(wù)（或任務(wù)的局部）裂解為多個(gè)互不干擾、可同時(shí)進(jìn)行的子任務(wù)，從而能夠高效、快速的解決給定問題。
　　最后，本文在Visual Studio2008的平臺(tái)中、在Intel Fortran11的環(huán)境下編寫程序，通過23臺(tái)發(fā)電機(jī)和112臺(tái)發(fā)電機(jī)的電力網(wǎng)絡(luò)算例，驗(yàn)證了算式重組、